Göz bir kamera mı?

Kısa cevap

Göz, ön yüzündeki saydam kornea ve arkasındaki mercekle ışığı arka duvarındaki retinaya odaklar; bu bakımdan bir kameraya benzer. Ama benzerlik orada biter: gözün merceği bütün renkleri aynı anda odaklayamaz, retinanın bir noktasında hiç ışık algılayıcı yoktur ve gördüğümüz şey, beynin bu eksik ve bulanık görüntüyü tamamlayıp ışığa göre yeniden ayarladığı bir yorumdur. Kör noktamızı fark etmeyiz, çünkü beyin o boşluğu çevresindeki renk ve dokuyla doldurur ve iki göz birbirinin kör noktasını örter.

Işığın göze yolculuğu

Işık göze önce korneadan girer. Kornea, gözün önündeki saydam, kubbe biçimli tabakadır ve ışığı kırarak içeri yönlendirir. Ardından ışık, BI-05'te rengini saçılmayla açıkladığımız irisin ortasındaki açıklıktan, göz bebeğinden geçer ve göz merceğine ulaşır.

Mercek, bir kamera objektifinden farklı bir yoldan odak değiştirir. Kamera objektifi merceklerini ileri geri kaydırır; göz ise merceğin biçimini değiştirir. Merceği çevreleyen siliyer kaslar gerildikçe ya da gevşedikçe mercek daha kalın ya da daha ince olur ve kırma gücü değişir.

Işık sonunda gözün arka duvarını kaplayan retinaya ulaşır. BI-09, retinadaki çubukları ve konileri, en keskin görmenin sağlandığı foveayı anlattı. Kameradaki sensörün karşılığı retinadır; ama sensörün her yerinde aynı büyüklükte pikseller bulunurken retinanın ortası ile kenarları birbirine hiç benzemez.

Birinci fark: bütün renkler aynı anda odakta değildir

İyi bir kamera objektifi farklı renklerin aynı düzlemde odaklanması için birden fazla mercekten yapılır. Gözün böyle bir düzeltmesi yoktur. BI-06'da suyun maviyi kırmızıdan biraz daha fazla kırdığını gördük; gözün içindeki sıvılar ve mercek de aynı dağılmayı gösterir. Kısa dalga boyları retinanın önünde, uzun dalga boyları arkasında odaklanır.

İki diyoptri küçük bir sayı gibi görünür, ama yaklaşık olarak yarım metre uzaktaki bir nesneye odaklanmakla sonsuza odaklanmak arasındaki fark kadardır. Bir kamera bu kadar renk bulanıklığıyla kusurlu sayılırdı. Beynimiz ise bu bulanıklığı hiç fark ettirmez.

İkinci fark: retinada bir delik vardır

Retinadaki sinir hücrelerinden gelen lifler, gözün arkasında tek bir noktada toplanıp görme sinirini oluşturur ve gözden çıkar. Bu çıkış noktasında ışık algılayıcı hücre yoktur. Görme alanımızın bu noktaya düşen küçük bölgesini göremeyiz.

Bir kameranın sensöründe böyle bir delik olsaydı, her fotoğrafta aynı yerde siyah bir leke görünürdü. Biz ise kör noktamızı günlük hayatta hiç görmeyiz. Kartın sorusunun cevabı iki kısımlıdır.

Birincisi iki gözdür. Bir gözün kör noktasına düşen yer, öbür gözün görme alanında kör noktaya düşmez; iki göz birlikte açıkken birinin eksiği öbürüyle tamamlanır. İkincisi beyindir. Tek göz kapalıyken bile kör noktada bir delik görmeyiz, çünkü beyin o bölgeyi çevresindeki renk, parlaklık ve dokuyla doldurur.

Üçüncü fark: göz ışığa uyum sağlar

Bir kamera, bir sahnenin ışığını ayarlandığı beyaz dengesine göre kaydeder; FS-01, akşam lambası altında gün ışığı ayarıyla çekilen bir fotoğrafın neden turuncu çıktığını anlattı. Göz ise ışığa uyum sağlar. BI-13'ün tanımladığı kromatik uyum ve KE-03'ün anlattığı renk sabitliği sayesinde, akkor ışığın altındaki beyaz bir kâğıdı bir süre sonra yine beyaz görürüz.

Örnek — akkor ışıkta dört ten

Aynı dört teni, akkor ışığı temsil eden CIE A aydınlatıcısı altında iki farklı «alıcıyla» hesapladık. Birincisi gün ışığına ayarlı, beyaz dengesini değiştirmeyen bir kameradır. İkincisi ışığa uyum sağlamış bir gözün modelidir; bunun için bir kromatik uyum dönüşümüyle akkor ışığın beyazını gün ışığının beyazına taşıdık. Her birinde tenlerin gün ışığındaki görünüşlerinden ne kadar uzaklaştığını CIEDE2000 ile ölçtük:

Kamerada tenler sarı eksende büyük ölçüde kayar; kayma en açık tende 50 birime yaklaşır. Uyum sağlamış göz modelinde fark 2 ile 4 arasına iner. Göz, kamera gibi ışığı kaydetmez; ışığı hesaba katar. Bu yüzden akşam lambası altında bir arkadaşımızın yüzünü turuncu değil, tanıdığımız renginde görürüz, ama aynı anda çekilen fotoğrafta turuncu görünür. Kalan küçük fark da önemlidir: uyum hiçbir zaman tam değildir ve tenden tene farklı büyüklüktedir. Hesap bir modeldir; gerçek bir gözün uyumu ışığa, süreye ve ortama bağlıdır.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Işık göze korneadan girer, göz bebeğinden ve biçimini değiştirerek odak ayarlayan göz merceğinden geçip retinaya ulaşır; bu yapı bir kameraya benzer, ama mercek kaydırılmaz, biçim değiştirir.
2. Göz farklı renkleri aynı anda odaklayamaz: görünür tayf boyunca odak farkı yaklaşık 2 diyoptridir. Görme sinirinin çıktığı yerde ışık algılayıcı yoktur; kör noktayı iki göz birbirini örterek ve beyin boşluğu doldurarak gizler.
3. Göz ışığa uyum sağlar: akkor ışıkta gün ışığı ayarlı bir kamera tenleri ΔE00 9–17 kaydırırken uyum sağlamış bir göz modelinde fark 2–4'e iner.

Kendini sına

1. (Kolay) Göz merceği odağını bir kamera objektifinden farklı olarak nasıl değiştirir?
2. (Kolay) Kör noktada neden hiç görme yoktur?
3. (Orta) Kör noktamızı neden fark etmeyiz?
4. (Orta) Beyaz ışıkta neden bütün renkler aynı anda odakta değildir?
5. (Zor) Tek göz kapalıyken bile kör noktada neden bir delik görmeyiz?
6. (Zor) Akşam lambası altında bir yüz gözümüze tanıdık renginde görünürken fotoğrafta neden turuncu çıkar?

Cevaplar

1. Merceği kaydırarak değil, siliyer kasların etkisiyle merceğin biçimini, yani kalınlığını ve kırma gücünü değiştirerek; buna uyum denir. Bkz. "Işığın göze yolculuğu".
2. Çünkü orası retinadaki sinir liflerinin toplanıp görme sinirini oluşturarak gözden çıktığı yerdir ve orada ışık algılayıcı hücre yoktur. Bkz. "İkinci fark".
3. Çünkü bir gözün kör noktasına düşen yeri öbür göz görür ve iki göz birbirinin eksiğini örter; tek gözle bakarken bile beyin o bölgeyi çevresindeki renk, parlaklık ve dokuyla doldurur. Bkz. "İkinci fark".
4. Çünkü gözün optik ortamlarının kırılma indisi dalga boyuna göre değişir; kısa dalgalar retinanın önünde, uzunlar arkasında odaklanır ve görünür tayf boyunca odak farkı yaklaşık 2 diyoptridir. Bkz. "Birinci fark".
5. Çünkü beyin algısal doldurmayla o bölgeyi çevredeki özelliklerle tamamlar; Komatsu'nun derlemesine göre erken görsel korteks alanlarındaki etkinlik bu doldurmaya katılır. Bkz. "İkinci fark".
6. Çünkü göz akkor ışığa uyum sağlayıp onu hesaba katar, kamera ise ayarlandığı gün ışığı beyazına göre kaydeder; modelde kamera tenleri ΔE00 9–17 kaydırırken uyum sağlamış göz modelinde fark 2–4'tür. Bkz. "Örnek".

Kaynaklar

• Fernandez-Alonso, M., Finch, A. P., Love, G. D. ve Read, J. C. A., «Ocular accommodation and wavelength: The effect of longitudinal chromatic aberration on the stimulus–response curve», Journal of Vision 24(2): 11, 2024.
• Thibos, L. N., Ye, M., Zhang, X. ve Bradley, A., «The chromatic eye: a new reduced-eye model of ocular chromatic aberration in humans», Applied Optics 31(19): 3594 vd., 1992.
• Komatsu, H., «The neural mechanisms of perceptual filling-in», Nature Reviews Neuroscience 7(3): 220–231, 2006.
• Abadi, R. V., Jeffery, G. ve Murphy, J. S., «Awareness and filling-in of the human blind spot: linking psychophysics with retinal topography», Investigative Ophthalmology & Visual Science 52(1): 541–548, 2011.

Sonraki adım

BI-11 gözden beyne geçiyor: kırmızı–yeşil, mavi–sarı ve açık–koyu kanallarını, karşıt süreç kuramını ve bu kuramın üç renk kuramıyla nasıl uzlaştığını anlatıyor ve sarımsı bir mavinin neden mümkün olmadığını soruyor. Retinadaki ışık algılayıcıları, çubukları ve konileri BI-09 ayrıntılı anlatmıştı.